具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统，包括正虹吸分层取水单元、倒虹吸分层取水单元、换热器、热泵机组、动能换势能单元；正虹吸分层取水单元与正虹吸流场控制主管相连接，且内部设置有虹吸潜水整流器；倒虹吸分层取水单元分布在河湖内水动力不足、水质不佳节点处或死角区，且与倒虹吸流场控制支管相连接；多个倒虹吸流场控制支管与正虹吸流场控制主管连接构成正倒虹吸拓扑管网；虹吸潜水整流器通过正虹吸管连接换热器，换热器分别连接热泵机组和动能换势能单元。本发明专利技术充分利用水体冷热源的同时，在汛期提高防洪能力，在非汛期提高水体自身流动循环及增氧能力，达到水安全及对水体生态修复的效果。果。果。

【技术实现步骤摘要】
具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统


[0001]本专利技术涉及水生态修复及能源利用
，特别是涉及一种具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统。

技术介绍

[0002]天然湖泊、河流包括人工湖等地表水系富营养化污染导致的黑臭、水华、蓝藻、赤潮，不是由于外界污染，而是表层水体流速慢，底层水缺乏流动性，营养物质沉积。为了达到人水和谐，从生态角度、防洪角度、可持续发展角度出发，应强调水体自净化自循环良性生态功能修复，并且合理地开发表层水体所蕴藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换。随着大管径虹吸取水的技术发展，不依赖于高耗能的泵送取水，采用低成本的虹吸自然动力，以此带动生态修复的同步进行，一举两得的新型生态水环境治理模式，将成为今后水源地治理与利用的有力保障。
[0003]目前，国内外在水体修复和治理中，大都采用了水生植物栽培、生物膜及投菌技术、底泥修复技术、化学试剂凝聚沉降或杀藻等方法，以及以上多种技术结合的新型组合技术。在实施这些技术的同时，必须采用一个共同方法即曝气法，而曝气技术都存在一个共同的不足点，即占地面积大、耗电量大，且仅可带动表层水体含有溶解氧，结合微生物技术，无法保障深层水体也存在溶解氧并确保微生物生存，如调配外源水冲污换水则能耗大，仅带动表层水流动。治标不治本，效果难以持续。传统的治理方式无法从根源上增加水体内部的流动性和自净化功能，对水体的修复达不到最好的效果，治理难点在于“流水不腐”。在地表水中的河道、湖泊因水动力不足常年只有表层水体进行交换，中底层水体静止不动，水体富营养化污染难以治理与修复，需充分提升水体内部自循环能力且降低耗能，同时涉及水源热泵能源交换供冷供热非泵送取水装置。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统，能够解决水体内部流动性和自净化问题，充分利用水体冷热源的同时，在汛期提高防洪能力，在非汛期提高水体自身流动循环及增氧能力，达到水安全及对水体生态修复的效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统，所述系统包括：正虹吸分层取水单元、倒虹吸分层取水单元、换热器、热泵机组、动能换势能单元；
[0007]所述正虹吸分层取水单元是多个倒虹吸分层取水单元的汇集终端，所述正虹吸分层取水单元包括正虹吸分层取水模块以及设置在正虹吸分层取水模块的外侧壁上的多组第一分层进水自控阀，所述正虹吸分层取水模块的顶端密封，侧底部与正虹吸流场控制主管相连接，所述正虹吸分层取水模块内部设置有虹吸潜水整流器；
[0008]所述倒虹吸分层取水单元设置有多个，分布在河湖内水动力不足、水质不佳节点处或死角区；每个所述倒虹吸分层取水单元包括倒虹吸分层取水模块以及设置在倒虹吸分
层取水模块的外侧壁上的多组第二分层进水自控阀，所述倒虹吸分层取水模块的顶端密封，侧底部与倒虹吸流场控制支管相连接，多个所述倒虹吸流场控制支管连接到所述正虹吸流场控制主管；多个所述倒虹吸流场控制支管与所述正虹吸流场控制主管构成正倒虹吸拓扑管网；
[0009]所述虹吸潜水整流器连通有正虹吸管，并通过正虹吸管连接换热器，所述换热器分别连接热泵机组和动能换势能单元，所述热泵机组连接多个末端用户终端，所述动能换势能单元为竖井结构，顶部密闭，所述竖井结构内设置有水泵，所述换热器的出水口与所述动能换势能单元连接的管路上设置有管路阀门二，所述换热器的出水口还连通有下游排水管路，所述下游排水管路上设置有管路阀门一。
[0010]进一步的，所述正虹吸分层取水模块内部还设置有防淤导流锥、进水口拦污网，所述进水口拦污网罩设在所述防淤导流锥上，且所述防淤导流锥位于所述虹吸潜水整流器的进水口。
[0011]进一步的，所述正虹吸管上设置有真空动力单元，所述真空动力单元包括液气交换水箱、真空泵、真空阀、负压表，所述真空泵与所述液气交换水箱相连接，所述真空泵通过真空管道连接真空阀，所述真空阀设置在所述正虹吸管上，所述真空管道上设置负压表。
[0012]进一步的，所述正虹吸管跨越河湖堤坝或障碍物，由上游管段、管顶、下游管段组成，所述管顶设置在岸上高点位置，所述下游管段位于岸上较低位置且靠近人口密集地区的管段设置有热能利用管道接入点，所述热能利用管道接入点与换热器连接。
[0013]进一步的，所述动能换势能单元的顶部设置竖井平台，所述竖井平台与所述管顶的最高点之间搭建便桥，所述便桥上设置栏杆；所述竖井结构靠近所述正虹吸管的一侧设置阀杆以及位于阀杆底部的出口闸门，所述出口闸门与所述下游管的出水口相连；所述竖井结构的另一侧设置提升式闸门。
[0014]进一步的，所述热能利用管道接入点分别通过进水管、出水管与换热器连接，所述换热器分别通过第一四通阀和第二四通阀并联到所述热泵机组的两端，所述换热器与所述第一四通阀之间设置有二次水循环泵；所述热泵机组通过第一四通阀和第二四通阀分别连接到末端用户终端的进、出口，所述第一四通阀与末端用户终端之间设置有循环泵。
[0015]进一步的，所述热泵机组包括蒸发器和冷凝器，所述蒸发器和冷凝器的一端通过膨胀阀连接，另一端通过压缩机连接，所述蒸发器的两端分别通过第一四通阀和第二四通阀连接到末端用户终端，所述冷凝器的两端分别通过第一四通阀和第二四通阀连接到换热器。
[0016]进一步的，所述正倒虹吸拓扑管网为星型结构、总线结构、环形结构、树形结构、网状结构、蜂窝状结构或混合型拓扑结构。
[0017]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统，包括正虹吸分层取水单元、倒虹吸分层取水单元、正倒虹吸拓扑管网结构、正虹吸管、高效换热器、热泵机组、动能换势能单元、管路阀门等；本专利技术提供了一种动力消耗极低的河湖水动力自净模式，无需引入外来水源冲污，依靠原地形水位落差或单台泵制造水位落差，利用虹吸原理，最大化自然力，使正倒虹吸拓扑管网各水动力不足节点及上、下层流场充分实现水体交换和流动性，达到修复治本的目的；同时，以大口径虹吸引流取代泵送，可节省50％～60％电能，维护运行费用低，取
水高效安全稳定，不仅水体生态环境得到改善，还能以较低成本获取可再生能源，满足水域周边用户空调、采暖需求；在水体自净化循环过程中，结合水源热泵技术实现水生态代能源，为建筑物室内进行空气温度调节，减少泵送耗能，通过水源热能利用真正做到流水不腐、生态节能、双碳减排，社会经济效益显著。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统的结构示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统，其特征在于，包括：正虹吸分层取水单元、倒虹吸分层取水单元、换热器、热泵机组、动能换势能单元；所述正虹吸分层取水单元是多个倒虹吸分层取水单元的汇集终端，所述正虹吸分层取水单元包括正虹吸分层取水模块以及设置在正虹吸分层取水模块的外侧壁上的多组第一分层进水自控阀，所述正虹吸分层取水模块的顶端密封，侧底部与正虹吸流场控制主管相连接，所述正虹吸分层取水模块内部设置有虹吸潜水整流器；所述倒虹吸分层取水单元设置有多个，分布在河湖内水动力不足、水质不佳节点处或死角区；每个所述倒虹吸分层取水单元包括倒虹吸分层取水模块以及设置在倒虹吸分层取水模块的外侧壁上的多组第二分层进水自控阀，所述倒虹吸分层取水模块的顶端密封，侧底部与倒虹吸流场控制支管相连接，多个所述倒虹吸流场控制支管连接到所述正虹吸流场控制主管；多个所述倒虹吸流场控制支管与所述正虹吸流场控制主管构成正倒虹吸拓扑管网；所述虹吸潜水整流器连通有正虹吸管，并通过正虹吸管连接换热器，所述换热器分别连接热泵机组和动能换势能单元，所述热泵机组连接多个末端用户终端，所述动能换势能单元为竖井结构，顶部密闭，所述竖井结构内设置有水泵，所述换热器的出水口与所述动能换势能单元连接的管路上设置有管路阀门二，所述换热器的出水口还连通有下游排水管路，所述下游排水管路上设置有管路阀门一。2.根据权利要求1所述的具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统，其特征在于，所述正虹吸分层取水模块内部还设置有防淤导流锥、进水口拦污网，所述进水口拦污网罩设在所述防淤导流锥上，且所述防淤导流锥位于所述虹吸潜水整流器的进水口。3.根据权利要求1所述的具备正倒虹吸分层有组织流场管网的水生态代能源系统，其特征在于，所述正虹吸管上设置有真空动力单元，所述真空动力单元包括液气交换水箱、真空泵、真空阀、负压表，所述真空泵与所述液气交换水箱相连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁怡萌，王俊义，任西栋，
申请(专利权)人：北京中瀚环球真空流体科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：